磁流变减振器建模与试验

建立较为精确的磁流变减振器阻尼力模型是设计控制策略并获得良好控制效果的关键。基于流体动力学理论和磁流变液流变特性,对阻尼通道内磁流变液进行流体动力学分析,详细推导磁流变减振器阻尼力模型。结合阻尼通道处磁场有限元分析,完善阻尼力模型。最后试验测试自制磁流变减振器在不同励磁电流和不同活塞速度下的示功特性和速度特性,利用试验数据对模型进行系数辨识,建立磁流变减振器简化力学模型。研究结果表明,励磁电流小于0.8 A时,输出阻尼力试验值与计算值较吻合,当励磁电流增大,阻尼力试验值与计算值最大相差约100 N,计算值相对于试验值的误差在19%以内,该简化力学模型能描述磁流变减振器的基本力学特性,能为半主动悬架控制研究提供理论指导。     

汽车磁流变减振器阻尼特性理论分析与计算

设计了单输出杆阻尼孔式汽车磁流变减振器,根据牛顿流体理论和磁流变液流变特性,对磁流变减振器的阻尼特性进行了理论分析和计算,探讨了减振器各结构参数对减振器阻尼特性的影响,采用Lord公司的MRF-132AD型磁流变液,计算和分析了磁场强度对阻尼力的影响,以及各种磁场强度下阻尼力与速度的关系.     

汽车磁流变减振器的设计及多项式模型的研究

通过对汽车磁流变减振器的工作模式的分析,利用ANSYS电磁场模块和流体动力学模块,建立减振器磁路有限元模型。采用序惯耦合法,计算得出阻尼力-速度关系曲线,完成了汽车磁流变减振器结构优化设计及磁路分析。将所设计的磁流变减振器在MTS849减振器试验台上进行试验,测得磁流变减振器的示功图和速度特性,利用试验数据,进行多项式拟合,精确的建立了该减振器的阻尼力模型,与理论计算曲线比较,说明多项式模型能较好的描述减振器非线性特性和滞回特性。     

汽车行驶中磁流变减振器阻尼力的动态分析

根据磁流变减振器工作原理和汽车系统动力学,建立汽车磁流变减振器的阻尼力模型,推导出磁流变减振器的励磁电流与其阻尼力的关系表达式,在此基础上,针对SG-MRD磁流变减振器,以汽车行驶中的典型路面滤波白噪声和其典型结构参数为输入,对处于汽车被动悬架和半主动悬架中的磁流变减振器的阻尼力及其响应特性进行计算机仿真分析.     

基于流动模式的汽车双筒式磁流变减振器设计与试验研究

提出一种基于流动模式的汽车单出杆、双筒式磁流变减振器的结构与工作原理,该减振器采用已有汽车悬架双筒式普通液压减振器的设计标准制造,对现有双筒式减振器具有很强工艺继承性。根据Bingham流体模型建立双筒式磁流变减振器阻尼力数学模型,并提出该减振器的磁路设计方法;针对磁路的非轴对称特性,建立磁路三维有限元仿真模型,结合北京现代某款汽车前悬架减振器的技术要求和磁流变液流变特性,进行三维静态磁场分析,确定活塞磁路的主要参数。制作汽车双筒式磁流变减振器,并对此进行台架特性试验;通过试验与理论计算对比,结果表明理论计算数据与试验数据较吻合,所提出的双筒式磁流变减振器设计方法是可行的,对汽车双筒式磁流变减振器的设计使用具有指导意义。     

汽车液压减振器设计研究

阐述了可调阻尼液压减振器的设计方案,对可调阻尼减振器性能进行了理论分析,针对减振器拉伸和压缩阶段各进行了力-速度特性计算,推导出数学关系式,在原车被动液压减振器的基础上,改进设计了一种节流口式可调阻尼液压减振器,并对此进行了台架试验。试验结果表明:所研制的可调阻尼液压减振器阻尼力与步进电机转角成对应关系,符合设计和使用要求。     

冲击载荷下的磁流变减振器动力学建模与滑模控制

以冲击载荷下的磁流变减振器为对象,设计一单杆长行程冲击型减振器,基于Bingham模型推导建立包括由环形阻尼孔内的摩擦阻尼力、库仑阻尼力、惯性阻尼力、节流阻尼力、结构附加阻尼力和摩擦阻尼力等组成的动力学模型,并利用最小二乘算法辨识模型中关键参数,试验结果证实了拟合的磁流变冲击减振器动力学模型准确性.针对冲击载荷特点,设计基于全状态反馈和指数趋近律控制率的滑模变结构目标跟踪控制器,基于构建的试验平台分析比较On-Off算法、PID算法和滑模控制算法控制效果,结果显示滑模控制算法下的磁流变冲击减振器振动峰值缩减27.33％,活塞行程缩减48.75％,控制效果最为理想.     

汽车悬架磁流变减振器的优化设计及仿真

基于磁流变减振器在汽车悬架减振系统半主动控制中的广泛应用,根据磁流变液的特点和磁流变减振器阻尼力与结构参数的关系,设计了新型的磁流变减振器,并对影响磁流变减振器性能的参数进行了优化和仿真.仿真计算表明,该磁流变减振器设计是一种能优化阻尼力的有效算法.     

基于混合模式的汽车磁流变减振器阻尼特性分析与测试

根据牛顿流体模型和滨汉塑性流体模型 ,分别对混合工作模式的汽车磁流变减振器进行了理论分析研究。按照长安微型汽车的技术要求 ,设计和制作了汽车磁流变减振器 ,并对此进行了试验测试。试验结果表明 ,应用所提出的理论分析模型是可行的 ,对设计特殊阻尼特性的磁流变减振器有一定的指导意义。     

基于混合模式的汽车磁流变减振器阻尼特性分析与测试

根据牛顿流体模型和滨汉塑性流体模型,分别对混合工作模式的汽车磁流变减振器进行了理论分析研究。按照长安微型汽车的技术要求,设计和制作了汽车磁流变减振器,并对此进行了试验测试。试验结果表明,应用所提出的理论分析模型是可行的,对设计特殊阻尼特性的磁流变减振器有一定的指导意义。     

汽车磁流变半主动悬架控制方法研究

根据变论域方法对经典模糊控制算法进行了改进，提出了悬架阻尼力变论域模糊控制算法。根据悬架阻尼控制力与磁流变阻尼器输出阻尼力的力误差，设计了磁流变阻尼器驱动电流控制方法。由汽车结构振动模糊控制子系统和磁流变阻尼器驱动电流控制子系统构建了磁流变半主动悬架控制器，用模糊集语言赋值系数反映了悬架伸张行程和压缩行程不对称阻尼控制力的关系。利用二自由度车辆振动系统简化模型和磁流变阻尼器简化力学模型及其参数，确定了控制器结构及其参数。研究结果袁明，该方法具有较好的控制精度和适应能力。     

回转叶片式磁流变减振器阻尼特性分析

介绍了回转叶片式磁流变减振器的结构和工作原理,基于平板模型得出了其阻尼力和阻尼可调系数的计算公式.对自行研制的回转叶片式磁流变减振器的阻尼可调系数与阻尼孔内流速的关系等进行了理论分析．通过深入分析该型减振器的阻尼特性,为其在车辆悬挂系统半主动控制中的应用奠定了基础．     

馈能式磁流变半主动悬架协调控制研究

为了优化车辆悬架的减振控制及振动能量回收,提出了一种基于协调控制的馈能式磁流变半主动悬架。建立了1/4车二自由度悬架力学模型、磁流变减振器数学模型和馈能模型,利用MATLAB/Simulink软件对馈能特性进行了仿真分析,并进行了参数敏感性分析。分析了减振器实现自供能的条件及结构参数的影响,设计并分析了多模式协调控制下的悬架动力学特性和馈能特性。结果表明,该减振器馈能结构参数对自供能影响较大;协调控制器能够有效协调悬架系统减振与馈能关系,降低能耗,阻尼力可控性好,能够衰减车辆振动,馈能特性效果良好,验证了该结构的可行性。     

车辆单筒充气磁流变减振器的阻尼力数学模型及试验仿真

介绍一种车辆单筒充气磁流变减振器的结构和工作原理,其内部的磁流变液材料是一种新型的智能材料,其流变特性可随所加载磁场强度的变化而变化,并且这一过程是可逆的,用磁流变液制成的减振器具有体积小、阻尼力大、动态范围广和频响高等优点。研究利用磁流变液的非牛顿宾汉流体模型和流体运动微分方程,建立反映单筒充气磁流变减振器阻尼力特性的数学模型;对单筒充气磁流变减振器进行台架试验,得到不同电流的减振器示功特性图;通过试验测得磁流变减振器的仿真参数,然后在Matlab软件环境下完成阻尼力数学模型的仿真;试验的示功特性与数学模型仿真进行分析比较,结果表明仿真数据与试验数据较吻合,验证了建立的单筒充气阻尼力数学模型的正确性。     

双调节挤压式磁流变减振器特性研究

为了解决挤压式磁流变减振器大阻尼小位移这一特性不适用于车辆的不足,设计外部滚珠丝杠结构,建立运动学、动力学模型,理论计算和仿真分析减振器外部连杆运动速度、位移和磁流变液剪切屈服强度对阻尼力的影响。对该减振器的示功特性和连杆长度比对阻尼力的调节作用进行了分析,最后进行了台架实验。实验得到该减振器不同电流下的示功图,和理论分析的结果基本一致,说明该阻尼力表达式正确,滚珠丝杠结构可以增大挤压式减振器位移和阻尼力的调节范围,使之适用于车辆,并使其具备机械电磁双调节模式。     

基于Eyring本构模型的磁流变液阻尼器设计原理与试验研究

根据试验得出的Bingham塑性流体模型的模型参数, 建立了磁流变液切应力的误差函数,利用多参数优化理论和数据拟合方法对Eyring本构模型的参数进行辨识。建立了基于Eyring模型的环状混合准稳态流动方程,得出了磁流变液在环形通道中流动的速度分布函数。在给定活塞速度和环形通道的几何尺寸条件下,对混合工作模式的汽车磁流变液阻尼器产生的阻尼力进行理论预测研究。按照长安之星微型汽车前悬架的技术要求,设计和制作了微型汽车磁流变液阻尼器,并对此进行了试验测试,试验结果表明：应用所提出的理论分析方法预测磁流变液阻尼器的特性是可行的。     

磁流变减振器半主动悬架的系统时滞

时滞导致磁流变减振器可控阻尼力的不同步,降低了车辆半主动悬架的性能及其稳定性,因此时滞问题是近年来半主动悬架的研究热点之一。基于RD-1005-3磁流变减振器的响应特性,在半主动悬架临界时滞理论分析的基础上,建立含有时滞的磁流变半主动悬架的数学模型与传递函数,分析时滞对悬架幅频特性的影响;通过对临界时滞数值解的分析,为磁流变半主动悬架控制系统的时滞研究提供理论依据。在模糊控制策略的基础上,运用Smith预估补偿控制对系统进行时滞补偿,并在Matlab中进行仿真分析。对搭建的单质量磁流变半主动悬架系统进行台架试验,仿真和试验数据均表明进行时滞补偿的系统很好地改善了悬架性能。     

基于Pareto集和Bingham模型的磁流变减振器多目标优化与试验验证

磁流变减振器和半主动悬架可以同时兼顾车辆操纵稳定性和行驶安全性,是目前汽车电子技术的研究热点。磁流变减振器的设计大多只考虑某一优化目标,基于Pareto集多目标方法和带精英策略的非支配排序遗传算法(the elitist Nondominated Sorting Genetic Algorithm,NSGA-Ⅱ),以阻尼力和动力可调系数为优化目标,设定7个优化变量,构建了车用磁流变减振器多目标优化模型与实现算法。分析了7个优化变量对阻尼力和动力可调系数的设计敏感性,并通过有限元分析和试验验证优化解的可靠性。研究发现:阻尼通道间隙对优化目标影响最大,最大阻尼力和最大动力可调系数呈负相关关系。该多目标优化计算的最优解满足实际工程需求,证明了提出的优化方法快速有效,为磁流变减振器的设计提供了可靠的工具。     

一种新型的磁流变阻尼器及其在半主动控制车辆悬架中的应用研究

研制了一种新型的磁流变阻尼器 ,进行了阻尼器的阻尼特性试验。在性能试验的基础上 ,提出了描述磁流变阻尼器阻尼特性的非线性滞回模型。采用磁流变阻尼器实现车辆悬架系统半主动控制 ,提出一种基于最优控制理论的半主动控制方案 ,给出了悬架系统在B级公路路面激励下控制数值仿真结果。结果表明基于最优控制理论的半主动控制磁流变阻尼器有明显的控制效果 ,可以有效地提高车辆的乘坐舒适性 ,具有良好的应用前景。